JP4563353B2 - Engine vibration and noise reduction method and apparatus - Google Patents
Engine vibration and noise reduction method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4563353B2 JP4563353B2 JP2006187578A JP2006187578A JP4563353B2 JP 4563353 B2 JP4563353 B2 JP 4563353B2 JP 2006187578 A JP2006187578 A JP 2006187578A JP 2006187578 A JP2006187578 A JP 2006187578A JP 4563353 B2 JP4563353 B2 JP 4563353B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- vibration
- fuel injection
- engine vibration
- noise
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、コモンレール式電子制御燃料制御装置を備えたディーゼルエンジン等に適用され、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードを変更可能な燃料制御装置をそなえたエンジンの振動を抑制するエンジンの振動及び騒音低減方法、並びにその装置に関する。 The present invention is applied to a diesel engine or the like equipped with a common rail electronically controlled fuel control device, and an engine having a fuel control device capable of changing a fuel injection mode such as fuel injection timing and fuel injection amount to suppress vibration of the engine. The present invention relates to a vibration and noise reduction method and apparatus therefor.
ディーゼルエンジン、特に自動車用等の車両用ディーゼルエンジンにおいては、近年、排ガス規制及び燃料消費率改善の双方の見地からコモンレール式電子制御燃料制御装置の採用が促進されている。
コモンレール式電子制御燃料制御装置や電磁制御式ユニットインジェクタ等の電子制御燃料制御装置は、主噴射の前後のプレ噴射、これらの噴射形態における燃料噴射時期のような燃料噴射タイミングや燃料噴射量等の燃料噴射モードを自在に変化させて、エンジンの排ガス性能及び燃料消費率の双方を併せて向上させることを可能としている。
しかしながら、ディーゼルエンジンにおいて、前記電子制御燃料制御装置の採用により、前述のように排ガス性能及び燃料消費率の双方を併せて向上させるために燃料噴射条件の設定幅が拡大されると、エンジンの振動(機体振動及びねじり振動)及び騒音も大きく影響を受け易くなり、エンジン排ガス性能及び燃料消費率の双方が最良になる燃料噴射条件を設定した場合、かかる燃料噴射条件ではエンジンの振動あるいは騒音が大きくなることがあり得る。これらエンジン振動及び騒音の低減もディーゼルエンジンの大きな課題となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, diesel engines, particularly automobile diesel engines such as automobiles, have been promoted to adopt common rail electronically controlled fuel control devices from the viewpoints of both exhaust gas regulations and fuel consumption rate improvements.
Electronic control fuel control devices such as common rail electronic control fuel control devices and electromagnetic control unit injectors are used for pre-injection before and after main injection, fuel injection timing such as fuel injection timing in these injection modes, fuel injection amount, etc. By changing the fuel injection mode freely, it is possible to improve both the exhaust gas performance of the engine and the fuel consumption rate.
However, in the diesel engine, if the setting range of the fuel injection condition is expanded to improve both the exhaust gas performance and the fuel consumption rate by using the electronic control fuel control device as described above, the vibration of the engine (Airframe vibration and torsional vibration) and noise are also greatly affected, and when fuel injection conditions are set so that both engine exhaust gas performance and fuel consumption rate are optimal, the engine vibration or noise is large under such fuel injection conditions. Can be. Reduction of engine vibration and noise is also a major issue for diesel engines.
このため、従来は、前記のようなエンジン排ガス性能及び燃料消費率の双方が最良になる燃料噴射条件を設定したエンジンを、実機運転してエンジン振動や騒音計測を行なうというように、排ガス性能及び燃料消費率等のエンジン性能とエンジン振動及び騒音との双方が最良になるようなマッチングを、エンジン実機による実験運転によって得ていた。
図6はコモンレール式電子制御燃料制御装置をそなえたディーゼルエンジンで行なった実機試験によるエンジン性能及びエンジン騒音の計測結果を示す。図6(A)は筒内圧力及び燃料噴射モードの計測値、(B)はシリンダ内における受熱率の計測値、(C)はエンジンの機体騒音の計測値をそれぞれ示す。このディーゼルエンジンは、図6(A)に示すように、燃料の主噴射の前後に前噴射及び後噴射のプレ噴射を行なう多段噴射の噴射モードのエンジンである。
For this reason, conventionally, the engine with the fuel injection conditions where both the engine exhaust gas performance and the fuel consumption rate as described above are set to the best is operated and the engine vibration and noise are measured. Matching that optimizes both engine performance such as fuel consumption rate and engine vibration and noise has been obtained through experimental operation using actual engine.
FIG. 6 shows measurement results of engine performance and engine noise by an actual machine test performed on a diesel engine equipped with a common rail electronically controlled fuel control device. 6A shows measured values of the in-cylinder pressure and the fuel injection mode, FIG. 6B shows measured values of the heat receiving rate in the cylinder, and FIG. 6C shows measured values of engine airframe noise. As shown in FIG. 6A, this diesel engine is a multi-stage injection mode engine that performs pre-injection of pre-injection and post-injection before and after the main injection of fuel.
尚、特許文献1(特開2005−264810号公報には、燃料噴射モードを主噴射の前に前噴射を行なう多段噴射の噴射モードとしたディーゼルエンジンにおいて、主噴射及び前噴射の噴射タイミングを変化させて、エンジン振動及びエンジン騒音を低減できる最適噴射タイミングを得ることが開示されている。
前述のように、電子制御燃料制御装置をそなえたディーゼルエンジンにおいて、従来は、エンジン排ガス性能及び燃料消費率等のエンジン性能とエンジン振動及び騒音との双方が最良になるようなマッチングを、エンジン実機による実験運転によって得ていたが、かかる実機による実験運転は、必要とするエンジン性能とエンジン振動及び騒音とのマッチングを得るために、燃料噴射条件やエンジンの振動要素を変えた実験を繰り返し行なう必要があった。
このため、かかる従来技術にあっては、燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動及び騒音とのマッチングを得るためのエンジン実機による実験運転に多大な実験工数と実験費用を要するという、解決すべき課題を抱えている。
また、特許文献1には、主噴射及び前噴射の噴射タイミングを変化させて、エンジン振動及びエンジン騒音を低減できる最適噴射タイミングを得るということが開示されているにとどまり、前記課題を解決する手段については全く触れられていない。
As described above, in a diesel engine equipped with an electronically controlled fuel control device, conventionally, matching is performed so that engine performance such as engine exhaust gas performance and fuel consumption rate and engine vibration and noise are best. However, in order to obtain a match between the required engine performance and engine vibration and noise, it is necessary to repeatedly perform experiments with different fuel injection conditions and engine vibration factors. was there.
For this reason, this conventional technique solves the problem that a large amount of experiment man-hours and experiment costs are required for an experimental operation using an actual engine to obtain matching between engine performance conditions such as fuel injection conditions and engine vibration and noise. Have problems to be solved.
Further,
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、エンジン実機による実験運転を行なうことなく、少ない工数及び低コストで以って、燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動及び騒音との最適なマッチングの取得を可能としたエンジンの振動及び騒音低減方法とその装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention is capable of optimal matching between engine performance conditions such as fuel injection conditions and engine vibration and noise with less man-hours and low cost without performing an experimental operation with an actual engine. An object of the present invention is to provide an engine vibration and noise reduction method and apparatus that can be obtained.
本発明はかかる目的を達成するもので、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を含む燃料噴射モードを変更可能な燃料制御装置をそなえたエンジンの振動を抑制するエンジンの振動低減方法であって、前記エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目を複数種類設定し、前記燃料噴射モードから対応する筒内圧力変化を推定し、該筒内圧力変化に基づき起振力を算出する手順を燃料噴射モードの複数種類について行い、かかる複数種類の起振力と、複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出し、前記エンジン振動が許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出して、当該組み合わせをエンジンに適用することを特徴とすることを特徴とする(請求項1)。 The present invention achieves such an object, and is an engine vibration reduction method for suppressing engine vibration comprising a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount. A plurality of types of engine vibration points including the mass of the vibration element made up of components involved in the vibration and the spring constant are set, and the corresponding in-cylinder pressure change is estimated from the fuel injection mode. The procedure for calculating the vibration force is performed for a plurality of types of fuel injection modes, and the engine vibration is calculated based on the plurality of types of excitation forces and the plurality of types of engine vibration guidelines, and the engine vibration falls below an allowable value. Extracting a combination of the engine vibration guideline and the fuel injection mode, and applying the combination to the engine. Characterized in that (claim 1).
また、かかる方法発明を実施する装置の発明は、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を含む燃料噴射モードを変更可能な燃料制御装置をそなえたエンジンの振動を抑制するように構成されたエンジンの振動低減装置において、複数の前記燃料噴射モードから筒内圧力変化を推定し該筒内圧力変化に基づき起振力をそれぞれ算出する起振力算出手段と、エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目が複数種類設定されたエンジン振動要目設定手段と、前記起振力算出手段で算出された複数の起振力と複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出するエンジン振動算出手段と、前記エンジン振動の許容値が設定されたエンジン振動許容値設定手段と、前記エンジン振動算出手段による複数のエンジン振動算出値と前記エンジン振動許容値設定手段に設定されたエンジン振動の許容値とを対比して前記エンジン振動算出値が前記エンジン振動の許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する最小振動要目抽出手段とよりなるコントローラをそなえたことを特徴とする(請求項3)。 Further, an invention of an apparatus for carrying out the method invention is an engine vibration reduction system configured to suppress vibration of an engine having a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount. In the apparatus, an excitation force calculation means for estimating an in-cylinder pressure change from a plurality of the fuel injection modes and calculating an excitation force based on the in-cylinder pressure change, and a vibration element comprising components involved in engine vibration Engine vibration summary setting means in which a plurality of types of engine vibration features including mass and spring constant are set, and a plurality of vibration forces calculated by the vibration force calculation means and a plurality of types of engine vibration features. Engine vibration calculating means for calculating engine vibration, engine vibration allowable value setting means for setting the engine vibration allowable value, and engine vibration calculation The engine vibration such that the calculated engine vibration is equal to or less than the allowable value of the engine vibration by comparing a plurality of calculated engine vibration values by the means with the allowable engine vibration value set in the allowable engine vibration value setting means. The present invention is characterized in that a controller including minimum vibration item extracting means for extracting a combination of the item and the fuel injection mode is provided (claim 3 ).
かかる発明によれば、コントローラにより、クランクケース等のエンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目を複数種類変化させるとともに、燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードから算出した筒内圧力変化及び起振力を複数種類変化させて、前記エンジン振動要目の複数種類と燃料噴射モードの複数種類との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動を算出し、前記複数の組み合わせによるエンジン振動算出値から、対象とするエンジンのエンジン振動の許容値以下になるような前記エンジン振動算出値におけるエンジン振動要目と燃料噴射モードの組み合わせを抽出して当該エンジンに適用することが可能となる。 According to this invention, the controller changes a plurality of types of engine vibration points such as the mass of engine components such as a crankcase, the spring constant and vibration damping coefficient of the engine support system, and the fuel injection method, fuel injection timing, cylinder pressure changes and vibratory force calculated fuel injection mode or these fuel injection quantity, etc. by a plurality of types changes, each of the plurality of combinations of the plurality of types of a plurality of types and a fuel injection mode of the engine vibration curriculum The engine vibration is calculated with respect to the engine vibration calculated value by the plurality of combinations, and the combination of the engine vibration key and the fuel injection mode in the engine vibration calculated value that is equal to or less than the allowable value of the engine vibration of the target engine. It can be extracted and applied to the engine.
これにより、コンピュータ(コントローラ)上のシミュレーション演算及び制御によって、対象とするエンジンのエンジン振動が許容値以下になるような、エンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目とこれに適合する燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードとの組み合わせ、つまり当該エンジンのエンジン振動が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射条件等のエンジン性能条件との最適組み合わせを抽出することができることとなって、従来技術のように、前記燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動との最適マッチングを得るためのエンジン実機による実験運転が不要となり、かかる実験運転に伴う実験工数と実験費用の発生を回避できる。 Thereby, the engine such as the mass of the engine component, the spring constant of the engine support system, and the vibration damping coefficient such that the engine vibration of the target engine is less than the allowable value by the simulation calculation and control on the computer (controller). Combinations of vibration points and fuel injection modes, fuel injection timing, fuel injection timing, and other fuel injection modes that match them, that is, engine vibration points and fuel injection conditions that make the engine vibration of the engine less than the allowable value It is possible to extract the optimum combination with the engine performance conditions such as the above, and as in the prior art, the experimental operation by the actual engine to obtain the optimum matching between the engine performance conditions such as the fuel injection conditions and the engine vibration Eliminates the need for experiment man-hours and experiment costs associated with such experimental operation. Kill.
また、本発明は、前記と同様な燃料噴射モードを変更可能な燃料制御装置をそなえたエンジンの騒音を抑制するエンジンの騒音低減方法であって、前記エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目を複数種類設定し、前記燃料噴射モードから対応する筒内圧力変化を推定し、該筒内圧力変化に基づき起振力を算出する手順を燃料噴射モードの複数種類について行い、かかる複数種類の起振力と、複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出し、複数種類の前記エンジン振動の算出値に基づき、各エンジン振動に対応するエンジン騒音をそれぞれ算出し、エンジン騒音が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射モードとの組み合わせを抽出して、当該組み合わせをエンジンに適用することを特徴とする(請求項2)。 Further, the present invention is an engine noise reduction method for suppressing engine noise provided with a fuel control device capable of changing the fuel injection mode similar to the above, and a vibration element comprising parts involved in vibration of the engine A procedure for calculating a plurality of types of engine vibration points including the mass and spring constant of the engine, estimating a corresponding in-cylinder pressure change from the fuel injection mode, and calculating an excitation force based on the in-cylinder pressure change The engine vibration is calculated based on the plurality of types of excitation force and the plurality of types of engine vibration, and each engine vibration is handled based on the calculated values of the plurality of types of engine vibration. Each engine noise is calculated, and a combination of the engine vibration guideline and the fuel injection mode that makes the engine noise less than the allowable value is extracted, and the combination is extracted. And wherein applying the Align the engine (claim 2).
また、かかる方法発明を実施する装置の発明は、複数の前記燃料噴射モードから筒内圧力変化を推定し該筒内圧力変化に基づき起振力をそれぞれ算出する起振力算出手段と、エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目が複数種類設定されたエンジン振動要目設定手段と、前記起振力算出手段で算出された複数の起振力と複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出するエンジン振動算出手段と、複数種類の前記エンジン振動の算出値に基づき各エンジン振動に対応するエンジン騒音をそれぞれ算出するエンジン騒音算出手段と、前記エンジン騒音の許容値が設定されたエンジン騒音許容値設定手段と、前記エンジン騒音算出手段による複数のエンジン騒音算出値と前記エンジン騒音許容値設定手段に設定されたエンジン騒音の許容値とを対比して前記エンジン騒音算出値が前記エンジン騒音の許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する最小振動要目抽出手段とよりなるコントローラをそなえたことを特徴とするエンジンの騒音低減装置にある(請求項4)。 Further, the invention of an apparatus for carrying out the method invention includes an excitation force calculating means for estimating an in-cylinder pressure change from a plurality of the fuel injection modes and calculating an excitation force based on the in-cylinder pressure change, and an engine Engine vibration outline setting means in which a plurality of types of engine vibration outlines including the mass of the vibration element composed of components involved in vibration and the spring constant are set; and the plurality of excitation forces calculated by the excitation force calculation means; Engine vibration calculating means for calculating engine vibration based on a plurality of types of engine vibration parameters, and engine noise calculating means for calculating engine noise corresponding to each engine vibration based on the calculated values of the plurality of types of engine vibration, respectively. Engine noise tolerance setting means in which the engine noise tolerance is set; and a plurality of engine noise calculation values by the engine noise calculation means; The engine vibration guideline and the fuel injection mode are such that the calculated engine noise value is less than the allowable engine noise value by comparing with the allowable engine noise value set in the engine noise allowable value setting means. An engine noise reduction device comprising a controller comprising minimum vibration feature extraction means for extracting combinations (claim 4 ).
かかる発明によれば、コントローラにより、前記エンジン振動要目の複数種類と燃料噴射モードの複数種類との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動及びエンジン振動に対応するエンジン騒音を算出し、前記複数の組み合わせによるエンジン騒音算出値から、対象とするエンジンのエンジン騒音の許容値以下になるような前記エンジン騒音算出値におけるエンジン振動要目と燃料噴射モードの組み合わせを抽出して当該エンジンに適用することが可能となる。
これにより、コンピュータ(コントローラ)上のシミュレーション演算及び制御によって、対象とするエンジンのエンジン騒音が許容値以下になるような、エンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目とこれに適合する燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードとの組み合わせ、つまり当該エンジンのエンジン騒音が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射条件等のエンジン性能条件との最適組み合わせを抽出することができ、従来技術のように、前記燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン騒音との最適マッチングを得るためのエンジン実機による実験運転が不要となり、かかる実験運転に伴う実験工数と実験費用の発生を回避できる。
According to this invention, the controller calculates engine vibration and engine noise corresponding to engine vibration for each of a plurality of combinations of a plurality of types of the engine vibration items and a plurality of types of fuel injection modes, and the plurality of combinations It is possible to extract a combination of the engine vibration point and the fuel injection mode in the calculated engine noise value that is equal to or lower than the allowable engine noise value of the target engine from the calculated engine noise value of the target engine and apply it to the engine It becomes.
Thereby, the engine such as the mass of the engine component, the spring constant of the engine support system, and the vibration damping coefficient so that the engine noise of the target engine is less than the allowable value by the simulation calculation and control on the computer (controller). A combination of vibration points and a fuel injection mode, fuel injection timing, fuel injection amount, and other fuel injection modes that match this, that is, engine vibration points and fuel injection conditions that make the engine noise of the engine less than the allowable value The optimum combination with the engine performance conditions such as the fuel injection conditions can be extracted, and the experimental operation by the actual engine for obtaining the optimum matching between the engine performance conditions such as the fuel injection conditions and the engine noise as in the prior art becomes unnecessary. Therefore, it is possible to avoid the generation of experimental man-hours and experimental costs associated with such experimental operation.
本発明によれば、コンピュータ(コントローラ)上のシミュレーション演算及び制御によって、対象とするエンジンのエンジン振動及びエンジン騒音が許容値以下になるような、エンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目とこれに適合する燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードとの組み合わせ、つまり当該エンジンのエンジン振動及びエンジン騒音が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射条件等のエンジン性能条件との最適組み合わせを抽出することができ、従来技術のように、前記燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動及びエンジン騒音との最適マッチングを得るためのエンジン実機による実験運転が不要となり、かかる実験運転に伴う実験工数と実験費用の発生を回避できる。 According to the present invention, the mass of the engine component, the spring constant of the engine support system, and the engine constant so that the engine vibration and engine noise of the target engine are less than the allowable values by the simulation calculation and control on the computer (controller). Combinations of engine vibration requirements such as vibration damping coefficient and fuel injection mode, fuel injection timing, fuel injection amount and other fuel injection modes that match this, that is, the engine vibration and engine noise of the engine are below the allowable values The optimal combination of engine performance conditions such as fuel injection conditions and engine performance conditions can be extracted, and as in the prior art, optimal matching between engine performance conditions such as fuel injection conditions and engine vibration and engine noise. This eliminates the need for experimental operation with the actual engine to obtain The occurrence of the experimental man-hours and experimental costs associated with can be avoided.
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this example are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.
本発明の第1〜第3実施例に係るディーゼルエンジンの振動及び騒音低減装置の全体構成図である。
図1において、100はエンジン、101は該エンジン100のシリンダ(この場合は直列6シリンダエンジンを示す)、102は各シリンダ101内に燃料を噴射する燃料噴射弁、105はコモンレール、107は燃料供給管、106は該燃料供給管107内の燃料を高圧に加圧して前記コモンレール105内に圧送する燃料ポンプである。
104は前記コモンレール105と各燃料噴射弁102とを接続する噴射管、103は該噴射管104に設けられて前記燃料噴射弁102への高圧燃料の供給、遮断を行なう電磁弁である。110は前記各電磁弁103を開閉制御する燃料制御装置で、該エンジン100の燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードが設定されて、該燃料噴射モードによって前記各電磁弁103を開閉制御するものである。
1は前記燃料制御装置110に接続されて後述するような演算、制御を行なうコントローラである。
1 is an overall configuration diagram of a vibration and noise reduction device for a diesel engine according to first to third embodiments of the present invention.
In FIG. 1, 100 is an engine, 101 is a cylinder of the engine 100 (in this case, an in-line 6-cylinder engine), 102 is a fuel injection valve for injecting fuel into each
Reference numeral 104 denotes an injection pipe that connects the
図2は本発明の第1実施例におけるディーゼルエンジンの振動低減装置の制御ブロック図、図3は前記第1実施例における制御フローチャートである。
図2〜3において、20は前記燃料制御装置110内の燃料噴射モード設定部で、エンジンの燃料噴射方式(図6(A)に示されるような前噴射、主噴射、後噴射の3段噴射方式等)、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードが、段階的にあるいはマトリックス状に複数種類設定されている。
11は燃料噴射モード抽出部で、前記燃料噴射モード設定部20に設定された燃料噴射モードから、当該エンジン100の後述するエンジン振動及びエンジン騒音の算出に必要な範囲の燃料噴射モードを複数種類抽出して筒内圧力算出部29に入力する(図3のステップ(2))。該筒内圧力算出部29においては、前記燃料噴射モードから図6(B)に示されるような受熱率(熱発生率)を算出し、該受熱率に基づき図6(A)に示されるような筒内圧力変化を、前記複数種類の燃料噴射モードのそれぞれについて算出して、起振力算出部12に入力する(図3のステップ(3))。該起振力算出部12においては、前記複数種類の燃料噴射モードのそれぞれについて前記筒内圧力変化の算出値に基づきエンジン振動の起振力を算出して各部振動算出部14に入力する(図3のステップ(4))。
FIG. 2 is a control block diagram of a vibration reduction device for a diesel engine in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a control flowchart in the first embodiment.
2 and 3,
13はエンジン振動要素設定部で、クランクケース等のエンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目が段階的にあるいはマトリックス状に複数種類設定されている(図3のステップ(1))。
各部振動算出部14においては、前記エンジン振動要素設定部に設定された前記エンジン振動要目の複数種類と、前記起振力算出部12から入力される複数種類の燃料噴射モードについての起振力の算出値とを用いて、前記エンジン振動要目と燃料噴射モードについての起振力との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動を算出して、各部振動比較、判断部16に入力する。
In each part
15は振動許容値設定部で、対象とするエンジンのエンジン振動の許容値が設定されている(図3のステップ(5))。前記各部振動比較、判断部16においては、前記各部振動算出部14で算出されたエンジン振動の算出値と前記振動許容値設定部15に設定された対象とするエンジン100のエンジン振動の許容値とを突き合わせて(図3のステップ(6,7))、前記エンジン振動の算出値が許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する。
この組合せが複数あるときには、燃料噴射モード選定部17において、対象とするエンジンのエンジン振動要目に対してエンジン排ガス性能及び燃料消費率等のエンジン性能が最良になる燃料噴射モードの組み合わせを選出する(図3のステップ(8))。
When there are a plurality of combinations, the fuel injection
かかる第1実施例によれば、コントローラ1により、クランクケース等のエンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目を複数種類、燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モード、燃料噴射モードから算出した筒内圧力変化及び起振力を複数種類、それぞれ変化させて、前記エンジン振動要目の複数種類と燃料噴射モードの複数種類との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動を算出し、前記複数の組み合わせによるエンジン振動算出値から、対象とするエンジン100のエンジン振動の許容値以下になるような、前記エンジン振動算出値におけるエンジン振動要目と燃料噴射モードの組み合わせを抽出して当該エンジン100に適用することが可能となる。
According to the first embodiment, the
これにより、コンピュータ(コントローラ)上のシミュレーション演算及び制御によって、対象とするエンジン100のエンジン振動が許容値以下になるような、エンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目とこれに適合する燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードとの組み合わせ、つまり当該エンジン100のエンジン振動が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射条件等のエンジン性能条件との最適組み合わせを抽出することができ、従来技術のように、前記燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動との最適マッチングを得るためのエンジン実機による実験運転が不要となり、かかる実験運転に伴う実験工数と実験費用の発生を回避できる。
Accordingly, the mass of the engine component, the spring constant of the engine support system, the vibration damping coefficient, etc., such that the engine vibration of the
図4は本発明の第2実施例におけるディーゼルエンジンの振動低減装置の制御ブロック図である。
この実施例においては、前記第1実施例におけるエンジン振動の算出値を用いてエンジン騒音を算出するもので、図4における各部振動算出部14までの動作は図2に示される第1実施例と同様である。
図4において、各部振動算出部14においては、前記エンジン振動要素設定部に設定された前記エンジン振動要素の複数種類と、前記起振力算出部12から入力される複数種類の燃料噴射モードについての起振力の算出値とを用いて、前記エンジン振動要素と燃料噴射モードについての起振力との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動を算出して、各部騒音算出部18に入力する。該各部騒音算出部18においては、前記エンジン振動算出値に基づき前記各部振動算出部14からの前記エンジン振動要目と燃料噴射モードについての起振力との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン各部の騒音を算出して各部騒音比較、判断部19に入力する。
FIG. 4 is a control block diagram of a vibration reducing device for a diesel engine in the second embodiment of the present invention.
In this embodiment, the engine noise is calculated using the calculated value of the engine vibration in the first embodiment, and the operations up to the
In FIG. 4, in each part
21は騒音許容値設定部で、対象とするエンジン100のエンジン騒音の許容値が設定されている。前記各部騒音比較、判断部19においては、前記各部騒音算出部18で算出されたエンジン騒音の算出値と前記騒音許容値設定部21に設定された対象とするエンジン100のエンジン騒音の許容値とを突き合わせて、前記エンジン騒音の算出値が許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する。
この組合せが複数あるときには、燃料噴射モード選定部17において、対象とするエンジンのエンジン振動要目に対してエンジン排ガス性能及び燃料消費率等のエンジン性能が最良になる燃料噴射モードの組み合わせを選出する。
When there are a plurality of combinations, the fuel injection
かかる第2実施例によれば、コントローラ1により、前記エンジン振動要目の複数種類と燃料噴射モードの複数種類との複数の組み合わせのそれぞれについてエンジン振動及びエンジン振動に対応するエンジン騒音を算出し、前記複数の組み合わせによるエンジン騒音算出値から、対象とするエンジン100のエンジン騒音の許容値以下になるような前記エンジン騒音算出値におけるエンジン振動要目と燃料噴射モードの組み合わせを抽出して当該エンジンに適用することが可能となる。
これにより、コンピュータ(コントローラ1)上のシミュレーション演算及び制御によって、対象とするエンジン100のエンジン騒音が許容値以下になるような、エンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目とこれに適合する燃料噴射方式、燃料噴射タイミング、燃料噴射量等の燃料噴射モードとの組み合わせ、つまり当該エンジン100のエンジン騒音が許容値以下になるようなエンジン振動要目と燃料噴射条件等のエンジン性能条件との最適組み合わせを抽出することができ、従来技術のように、前記燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン騒音との最適マッチングを得るためのエンジン実機による実験運転が不要となり、かかる実験運転に伴う実験工数と実験費用の発生を回避できる。
According to the second embodiment, the
Thereby, the mass of the engine component, the spring constant of the engine support system, the vibration damping coefficient, etc., such that the engine noise of the
図5は本発明の第3実施例におけるディーゼルエンジンの筒内圧力推定装置の制御ブロック図である。
この第3実施例においては、エンジン100の振動を検出し、当該振動検出エンジン100の振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目と前記エンジン振動の検出値とを用いてエンジン振動の起振力を算出し、当該エンジン100の起振力と筒内圧力との関係の設定値を用いて当該エンジン100の筒内圧力変化を推定する。
FIG. 5 is a control block diagram of the in-cylinder pressure estimating device for the diesel engine in the third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, the vibration of the
即ち、図5において、各部振動検出手段2においてはエンジン各部の振動、好ましくは筒内圧力による振動が顕著に現れる部位のエンジン振動を検出して、この検出値を筒内圧力推定手段3の起振力算出部31に入力する。
32はエンジン振動要素設定部で、当該振動検出エンジン100について、クランクケース等のエンジン構成部品の質量、エンジン支持系のばね定数及び振動減衰係数等のエンジン振動要目が設定されている。
起振力算出部31においては、前記振動検出値とエンジン振動要素設定部32に設定された当該エンジン100の振動要目からエンジン振動の起振力を算出して、筒内圧力算出部34に入力する。
That is, in FIG. 5, each part
The excitation
33は起振力/筒内圧力設定部で、当該エンジン100における起振力と筒内圧力との関係が設定されている。前記筒内圧力算出部34においては、前記起振力算出部31で算出されたエンジン振動の起振力に対応する筒内圧力の値を前記起振力/筒内圧力設定部から抽出して、筒内圧力の推定値とする。
かかる第3実施例によれば、エンジン100の振動を検出し、コンピュータ(筒内圧力推定手段3)によって、この振動検出値と当該エンジン100の振動要目から振動の起振力を算出し、該起振力と筒内圧力との関係の設定値を用いて当該エンジン100の筒内圧力変化を推定することにより、筒内圧力変化の計測手段がない場合に、たとえばシリンダブロック上部等の筒内圧力による振動が顕著に現れる部位のエンジン振動を検出することによって筒内圧力変化を簡便に推定することができ、かかるエンジン振動と筒内圧力変化との相関関係を把握することにより、エンジン振動を抑制し得る筒内圧力変化および燃料噴射モードを容易に推測できる。
According to the third embodiment, the vibration of the
本発明によれば、エンジン実機による実験運転を行なうことなく、少ない工数及び低コストで以って、燃料噴射条件等のエンジン性能条件とエンジン振動及び騒音との最適なマッチングの取得を可能としたエンジンの振動及び騒音低減方法とその装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optimal matching between engine performance conditions such as fuel injection conditions and engine vibration and noise with less man-hours and low cost without performing an experimental operation with an actual engine. An engine vibration and noise reduction method and apparatus can be provided.
1 コントローラ
2 各部振動検出手段
3 筒内圧力推定手段
100 エンジン
101 シリンダ
102 燃料噴射弁
103 電磁弁
104 噴射管
105 コモンレール
106 燃料ポンプ
110 燃料制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目を複数種類設定し、前記燃料噴射モードから対応する筒内圧力変化を推定し、該筒内圧力変化に基づき起振力を算出する手順を燃料噴射モードの複数種類について行い、かかる複数種類の起振力と、複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出し、前記エンジン振動が許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出して、当該組み合わせをエンジンに適用することを特徴とするエンジンの振動低減方法。 An engine vibration reducing method for suppressing engine vibration comprising a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount ,
A plurality of engine vibration points including the mass of a vibration element composed of parts involved in the engine vibration and a spring constant are set, a corresponding in-cylinder pressure change is estimated from the fuel injection mode, and the in-cylinder pressure change is determined. The procedure for calculating the excitation force is performed for a plurality of types of fuel injection modes, and the engine vibration is calculated based on the plurality of types of excitation force and the plurality of types of engine vibration guidelines. A method of reducing engine vibration, comprising: extracting a combination of the engine vibration summary and the fuel injection mode as described below and applying the combination to the engine.
前記エンジンの振動に関与する部品からなる振動要素の質量及びばね定数を含むエンジン振動要目を複数種類設定し、前記燃料噴射モードから対応する筒内圧力変化を推定し、該筒内圧力変化に基づき起振力を算出する手順を燃料噴射モードの複数種類について行い、かかる複数種類の起振力と、複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出し、複数種類の前記エンジン振動の算出値に基づき、各エンジン振動に対応するエンジン騒音をそれぞれ算出し、前記エンジン騒音が許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出して、当該組み合わせをエンジンに適用することを特徴とするエンジンの騒音低減方法。 An engine noise reduction method for suppressing engine noise comprising a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount,
A plurality of engine vibration points including the mass of a vibration element composed of parts involved in the engine vibration and a spring constant are set, a corresponding in-cylinder pressure change is estimated from the fuel injection mode, and the in-cylinder pressure change is determined. The procedure for calculating the excitation force based on the plurality of types of fuel injection modes is performed, and the engine vibration is calculated based on the plurality of types of excitation force and the plurality of types of the engine vibration points, and the plurality of types of the engine vibrations are calculated. Based on the calculated value, engine noise corresponding to each engine vibration is calculated, and a combination of the engine vibration guideline and the fuel injection mode is extracted so that the engine noise is less than or equal to an allowable value. An engine noise reduction method characterized by applying to the engine .
前記起振力算出手段で算出された複数の起振力と複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出するエンジン振動算出手段と、前記エンジン振動の許容値が設定されたエンジン振動許容値設定手段と、前記エンジン振動算出手段による複数のエンジン振動算出値と前記エンジン振動許容値設定手段に設定されたエンジン振動の許容値とを対比して前記エンジン振動算出値が前記エンジン振動の許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する最小振動要目抽出手段とよりなるコントローラをそなえたことを特徴とするエンジンの振動低減装置。 An engine vibration reduction device configured to suppress vibrations of an engine having a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount. Excitation force calculation means for estimating the change and calculating the excitation force based on the in-cylinder pressure change, and multiple types of engine vibration parameters including the mass of the vibration elements and spring constants composed of parts involved in engine vibration A set engine vibration item setting means;
Engine vibration calculation means for calculating engine vibration based on a plurality of vibration forces calculated by the vibration force calculation means and a plurality of types of engine vibration parameters, and engine vibration in which an allowable value of the engine vibration is set The engine vibration calculated value is obtained by comparing the engine vibration calculated values obtained by the allowable value setting means, the engine vibration calculating means and the engine vibration allowable values set by the engine vibration allowable value setting means. An engine vibration reducing apparatus comprising a controller comprising minimum vibration point extracting means for extracting a combination of the engine vibration point and the fuel injection mode that is less than an allowable value .
前記起振力算出手段で算出された複数の起振力と複数種類の前記エンジン振動要目とによりエンジン振動をそれぞれ算出するエンジン振動算出手段と、複数種類の前記エンジン振動の算出値に基づき各エンジン振動に対応するエンジン騒音をそれぞれ算出するエンジン騒音算出手段と、前記エンジン騒音の許容値が設定されたエンジン騒音許容値設定手段と、
前記エンジン騒音算出手段による複数のエンジン騒音算出値と前記エンジン騒音許容値設定手段に設定されたエンジン騒音の許容値とを対比して前記エンジン騒音算出値が前記エンジン騒音の許容値以下になるような前記エンジン振動要目と前記燃料噴射モードとの組み合わせを抽出する最小振動要目抽出手段とよりなるコントローラをそなえたことを特徴とするエンジンの騒音低減装置。 An engine noise reduction device configured to suppress engine noise having a fuel control device capable of changing a fuel injection mode including a fuel injection timing and a fuel injection amount. Excitation force calculation means for estimating the change and calculating the excitation force based on the in-cylinder pressure change, and multiple types of engine vibration parameters including the mass of the vibration elements and spring constants composed of parts involved in engine vibration A set engine vibration item setting means;
Engine vibration calculation means for calculating engine vibration based on the plurality of vibration forces calculated by the vibration force calculation means and the plurality of types of engine vibration parameters, respectively, Engine noise calculation means for calculating engine noise corresponding to engine vibration, engine noise tolerance setting means in which the engine noise tolerance is set,
The engine noise calculation value is equal to or less than the engine noise allowable value by comparing a plurality of engine noise calculated values by the engine noise calculating unit with the engine noise allowable value set in the engine noise allowable value setting unit. An engine noise reduction device comprising a controller comprising minimum vibration point extraction means for extracting a combination of the engine vibration point and the fuel injection mode .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006187578A JP4563353B2 (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Engine vibration and noise reduction method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006187578A JP4563353B2 (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Engine vibration and noise reduction method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008014262A JP2008014262A (en) | 2008-01-24 |
| JP4563353B2 true JP4563353B2 (en) | 2010-10-13 |
Family
ID=39071513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006187578A Expired - Fee Related JP4563353B2 (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Engine vibration and noise reduction method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4563353B2 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0726563B2 (en) * | 1986-03-25 | 1995-03-29 | マツダ株式会社 | Engine controller |
| JP3419113B2 (en) * | 1994-11-02 | 2003-06-23 | 日産自動車株式会社 | Combustion stability control device for internal combustion engine |
| JP2571045Y2 (en) * | 1995-01-23 | 1998-05-13 | 三菱自動車エンジニアリング株式会社 | Engine control device |
| JPH109014A (en) * | 1996-06-24 | 1998-01-13 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion control device for internal combustion engine |
| JP2003003883A (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Nippon Soken Inc | Method for detecting combustion state of diesel engine |
| JP2003184945A (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Vibration absorption equipment |
| JP2006112358A (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Nissan Motor Co Ltd | Engine intake control device |
-
2006
- 2006-07-07 JP JP2006187578A patent/JP4563353B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008014262A (en) | 2008-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101608581B (en) | Learning device and fuel injection system | |
| CN101657631B (en) | Method for controlling pressure in pressure accumulator chamber of pressure accumulation type fuel injector, and pressure controller | |
| EP2031224B1 (en) | Fuel injection device, fuel injection system, and method for determining malfunction of the same | |
| EP2031226B1 (en) | Fuel injection device, fuel injection system, and method for determining malfunction of the same | |
| EP2031225B1 (en) | Fuel injection device and fuel injection system | |
| JP4453773B2 (en) | Fuel injection device, fuel injection system, and fuel injection device abnormality determination method | |
| CN101855439A (en) | Method and device for determining an oscillation-optimized adjustment of an injection device | |
| JP4088600B2 (en) | Correction method for booster fuel injection system | |
| JP5003796B2 (en) | Fuel injection state detection device | |
| JP2012062849A (en) | Fuel injection waveform arithmetic unit | |
| JP2013044237A (en) | Fuel injection control device | |
| JP5024429B2 (en) | Fuel injection state detection device | |
| JP2012097672A (en) | Fuel injection characteristic acquisition device of fuel injection system | |
| JP2007127080A (en) | Control device for accumulator fuel system | |
| JP4153450B2 (en) | Correction method for booster fuel injection system | |
| JP4563353B2 (en) | Engine vibration and noise reduction method and apparatus | |
| JP6160454B2 (en) | Injection characteristic acquisition device and injection characteristic acquisition method | |
| KR20100060577A (en) | Apparatus and method for controlling fule quantity in common rail diesel engine | |
| WO2008084170A3 (en) | Method for tuning an internal combustion engine | |
| KR102356313B1 (en) | Method for determining the total pressure in the cylinder of an engine | |
| JP6507982B2 (en) | Fuel injection state detection device | |
| JP2012002180A (en) | Fuel injection state detection device | |
| JP2018184936A (en) | Fuel pressure model waveform calculation device | |
| JP2017089522A (en) | Fuel injection state estimation device | |
| JP2017166384A (en) | Control device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080619 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100319 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100324 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100517 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100702 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100728 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4563353 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |